사출성형에 사용하는 대표적인 원료에는 열가소성 수지와 열경화성 수지가 있다. 주변에서 흔히 볼 수 있는 가전제품 및 완구 등에는 열가소성 수지가, 기능이 요구되는 전기제품 등에는 열경화성 수지가 많이 사용된다.
열가소성 수지
열가소성 수지(thermoplastic resin)는 가열하면 소성변형을 일으키고 냉각하면 단단해지는 성질을 지닌 고분자 화합물이다. 연소성이 우수하고 열에 의해 여러가지 형태로 모양을 바꿀 수 있다. 성형한 후에도 다시 열을 가하면 유연해져서 다른 모양으로 형태를 변형시키는 것이 가능하다. 열가소성 수지는 사슬을 갖는 분자들이 마치 실타래가 엉켜있는 모습처럼 꼬여 있다가 열을 흡수하면 풀어져서 모양을 바꿀 수 있는 상태로 변화한다. 열가소성 수지를 가열하면 여러가지 모양으로 변형시킬 수 있는데 냉각시키면 모양을 그대로 유지하면서 굳는다. 내열성, 내용제성은 열경화성 수지에 비해 약하지만 착색이 자유롭고 외관이 깔끔해서 대부분 사출성형 공법으로 가공한다.
열경화성 수지
열경화성 수지(thermosetting resin)는 열을 가하여 모양을 만든 다음에는 다시 열을 가해도 부드러워지지 않는다. 한 번 성형을 하고 나면 다시 다른 형태로 변형시킬 수 없어서 재활용이 어렵다. 열을 가하면 입체적인 그물모양 구조를 형성하므로 큰 응력을 가해도 변형이 일어나지 않고 온도를 올려도 녹지 않는다. 예를 들면 냄비는 끓는 액체를 다루는 용기이므로 손잡이 부분의 재료에 온도가 올라갈수록 딱딱하게 굳어지는 열경화성 수지를 사용한다. 열경화성 수지는 내열성, 내용제성, 내약품성, 기계적 성질, 전기절연성이 우수하다. 고강도 섬유를 첨가해서 섬유강화플라스틱(FRP)과 같은 복합 소재를 제조하기도 한다. 섬유첨가 수지는 주로 이송성형 압축공법으로 가공한다. 페놀 수지(PF)는 역사적으로 가장 오래된 열경화성 플라스틱이다. 고온에서도 강성을 유지하여 내크리프성이 우수하다. 멜라민 수지(MF)는 표면경도가 높고 착색자유도와 내수성이 우수하다. 요소 수지(UF)는 단단하여 주로 압축성형을 한다. 선명한 색상을 만들 수 있어 악세사리 등의 제작에 사용한다. 열경화성 수지의 응용 제품은 아래와 같다.
- 페놀 수지 – 자동차 핸들, 세탁기 진동판, 인쇄회로, 전기소켓, 주전자 및 냄비 손잡이(페놀 수지는 내열성이 우수하지만 색안정성이 불안하다)
- 멜라민 수지 – 접시류, 식기류, 컵, 수저, 쟁반, 욕조(멜라민 수지는 내충격성, 내약품성, 내열성, 내화학성, 색채효과가 우수하다)
- 에폭시 수지 – 강력접착제, 도료, 방수재료, 페인트(에폭시 수지는 내충격성, 치수안정성, 전기절연성, 접착성이 우수하지만 변색에 취약하다)
- 실리콘 수지 – 보일러, 조리기구
- 아미노 수지 – 단추, 주방용 식기, 현관문 손잡이
- 요소 수지 – 단추, 빗, 장식용 핀, 쟁반, 조명기구, 버스 손잡이
